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编辑于2021-05-07 18:25:18建筑工程技术
民用建筑构造影响因素
荷载因素
环境因素
自然因素
风吹日晒,雨淋,积雪,冰冻,地下水,地震等给建筑物带来的影响
人为因素
火灾,噪声,化学腐蚀,机械摩擦,振动
建筑标准
分类
装修标准
设备标准
造价标准
标准高,耐久高,造价高
结构技术要求
平衡技术要求
荷载(作用)的分类
按时间变化分(key word:时间)
永久荷载(恒载)
比如:结构构件,围护构件,固定设备,固定隔墙的自重,都属于永恒荷载, 因为这种属于安装好以后就不怎么会变动了
可变荷载(活荷载)
偶然荷载(特殊荷载)
如:地震,海啸,撞击,爆炸,龙卷风
按结构的反应特点(key word:加速度)
静态作用(静力作用)
不使构件产生加速度,如:固定隔墙的自重
动态作用(动力作用)
使构件产生加速度,如:地震,吊车振动
按荷载作用面大小分
均布面荷载Q=r*d
比如:铺的地板砖,木地板,面层
线荷载
可视为:单位长度上的荷载
集中荷载
S荷载作用<S整个屋面,视为一个点
按荷载作用方向分
垂直荷载
如:结构自重,雪荷载
水平荷载
如:风荷载,水平地震作用
按空间变化和有无限值分
按空间变化
固定作用
自由作用
按有无限值分
有界作用
无界作用
平面力系
平面汇交力系
∑X=0
X轴方向的所有力总和为0
∑Y=0
Y轴方向的所有力求和为0
一般平面力系
∑X=0
X 轴方向的所有力总和为0
∑Y =0
Y 轴方向的所有力求和为0
∑M=0
顺时针力矩之和=逆时针力矩之和
支座的简化
可动铰支座
只能约束竖向运动(竖向不能动)
水平方向可以运动!也可以转动
固定铰支座
水平,竖向都被约束运动(水平,竖向都不能动)
固定支座
水平!竖向都被约束!连转动也被约束
杆件的受力与稳定
杆件的受力形式
拉伸,压缩,弯曲,剪切,扭转
其他组合形式的受力
梁,承受,弯矩和剪力
柱子:压力和弯矩
两个要求缺一不可
杆件稳定(稳定要求)
针对于“细长杆件”
受压杆件比较细长,受力达到一定的程度时(此时并没有强度破坏)杆件突然发生弯曲(这个力叫临界力)导致结构破坏,这种现象称为失稳
当压力不断增大,压杆突然发生弯曲, 此时这个力叫临界力
临界力↑,压杆稳定性↑
材料强度(强度要求)
强度: means材料受到荷载作用,发生破坏时的应力
分为
抗拉强度
抗压强度
抗剪强度
房屋结构的安全,适用,耐久性要求
安全性
关键词(KeyWord)
正常施工和正常使用的条件下不发生破坏
偶然事件发生后不发生倒塌
荷载变动对建筑安全的影响
楼面加铺任何材料
楼板面荷载↑
室内增加隔墙,封闭阳台
线荷载↑
室内增加装饰性柱子
集中荷载↑
适用性
正常使用时,结构应该具有良好的工作性能
杆件刚度
限制变形过大的要求=刚度要求 (正常使用下的极限状态要求)
变形过大超过允许范围,会影响正常使用
梁的位移的计算(通常是计算梁的最大变形)
悬臂梁
f=qL⁴/8EI
简支梁
f=5qL⁴/384EI
f:挠度,变形位移
E:弹性模量(材料性能)
与混凝土强度等级(CXX)有关
CXX⬆️,弹性模量E⬆,f⬇️
I:截面惯性矩
I=bh³/12
I↑,f↓
一般来说,b<h
矩形截面的宽高分别为b,h
L:跨度
L是L⁴,所以对f影响最大
混凝土结构的裂缝控制
主要针对:混凝土梁(受弯构件)和受拉构件
分为三个等级
❶构件不出现拉应力
❷出现拉应力,但不超过混凝土的抗拉强度
❸允许出现裂缝,但裂缝宽度不超过允许值
❗️注意:带裂工作状态
受拉一侧的拉应力>抗压强度
导致受拉一侧出现裂缝
耐久性
含义(关键词:大修,not维修)
在规定工作环境,预期使用年限,正常维护条件下
结构不需要大修就能完成预定功能的能力
混凝土结构的相关设计原则和规定
结构设计使用年限
临时性建筑结构
5年
易于替换的结构构件
25年
普通房屋构筑物
50年
标志性建筑,特别重要的建筑结构
100年
混凝土结构的环境类别(五类)
Ⅰ
一般环境
means正常大气作用下的钢筋锈蚀
ABC
Ⅱ
冻融环境
反复冻,融,冻,融导致混凝土损伤
CDE
Ⅲ
海洋氯化物环境
氯盐引起钢筋锈蚀
CDEF
Ⅳ
除冰盐等氯化物环境
氯盐引起钢筋锈蚀
CDE
Ⅴ
化学腐蚀环境
硫酸盐等化学物质引起钢筋腐蚀
CDE
混凝土结构的环境作用等级
标准:
A轻微;B轻度;C中度;D严重; E非常严重;F极端严重
具体各类环境⬆️看上图蓝色字体
混凝土结构耐久性的要求
满足耐久性要求的混凝土最低强度等级
环境类别及作用等级
100年
50年
25年
1A
C30
C25
C25
预应力混凝土构件的混凝土最低等级不应小于C40
I类环境下,普通钢筋,混凝土保护层最小厚度(c)
环境作用等级
构件类型
混凝土强度等级(CXX)
混凝土保护层最小厚度C
Ⅰ-A
板,墙
≥C25
min C=20
该环境的板墙混凝土骨料公称粒径≤15mm时
min C等于15mm
梁,柱
C25
min C =25
≥C30
min C =20
Ⅰ-B
板,墙
C30
min C =25
≥C35
min C =20
梁,柱
C30
min C =30
≥C35
min C =25
Ⅰ-A
板,墙
C35
min C =35
C40
min C =30
≥45
min C =25
梁,柱
C35
min C =板墙minC➕5=40
C40
min C =板墙minC➕ 5=35
≥45
min C =板墙minC➕ 5=30
其他注意⚠️
构件直接接触土体浇筑
c≥70mm
有混凝土垫层,按上面数据执行
预制构件的C可以比表中少5mm
既有结构的可靠性评定
承载能力评定
适用性评定
耐久性评定
抗偶然作用能力的评定
对于罕遇地震的评定方法
按现行标准评定
建筑物的总高度H,层数n,高宽比等限制要求
结构构造措施的抗倒塌能力
用结构分析的方法评定
结构整体的变形限值
薄弱层的变形限值
对于发生在建筑内部的火灾的评定方法
根据建筑有无喷淋设施❓来评定
✅!评定二者关系
可燃物的全部燃烧时间
结构构件耐火极限
❌!评定
烟感
喷淋设施的有效性
建筑内的排烟措施,疏散设施
民用建筑(物理环境)
光源
热辐射光源
关键词:
开关频繁、要求瞬时启动和连续调光、 不允许有频闪现象
分类
白炽灯、卤钨灯
缺点
散热大、发光效率低、寿命短
气体放电光源
缺点
有频闪、镇流噪声、频繁开关影响寿命
优点
发光效率高,寿命长,表面亮度低, 光色好,接近天然光光色
光源选择
场所有高速运转的物体——混合光源
开关频繁、要求瞬时启动和连续调光、频闪现象——热辐射光源
应急照明
必须选用:瞬时启动的光源
分类
疏散照明、安全照明、备用照明
图书馆、保存珍贵资料的场所——不宜采用紫外线、蓝光等短波辐射的光源
长时间连续工作的工作区域(如办公室、阅览室、计算机显示屏) ——要控制光幕反射和反射眩光
顶棚灯具——灯具的长轴方向与视线平行
工作区两侧
耗热量指标
体形系数
严寒地区:<=0.40
建筑高度H相同
圆形<正方形<长方形<其他组合
体形系数↑,耗热量↑
围护结构的热阻、传热、导热系数
热阻:R
d↑,R↑,保温隔热↑
厚度:d
传热系数:K
K=1/R
导热系数:λ
R=d/λ
抗震设防
目标
小震不坏,中震可修,大震不倒
分类
根据使用功能的重要性分
四级:甲、乙、丙、丁
抗震构造设施
框架结构
严重震害发生部位
框架的梁柱节点、填充墙
各部位震害程度
柱>梁
柱顶>柱底
角柱>内柱
短柱>一般柱
各部位的抗震构造要求
梁
截面宽度>=200mm
截面高宽比:<=4
净跨:截面高度>=4
柱
纵向钢筋要对称配置
柱的箍筋配置
箍筋加密范围
柱端
max(截面高度(圆柱直径),柱净高*1/6,500mm)。
底层柱
下端>=柱净高*1/3
刚性地面
上下各500mm
取全高的部位
剪跨比<=2的柱
(因设置填充墙等形成的)柱净高/柱截面高度<=4的
柱、框支柱、一级,二级框架的角柱
多层砌体结构
严重震害部位
墙身
抗震能力差的原因
材料脆性大,抗拉、剪、弯能力低
主要破坏部位:墙身
各部位的构造要求
构造柱
房屋四角
加大截面和配筋
与圈梁连接处
纵筋从圈梁纵筋内侧穿过
保证构造柱纵筋上下贯通
可以不单独设置基础
应伸入室外地面500mm下
或与埋深<500mm的基础圈梁相连
小砌块房屋的芯柱
芯柱混凝土强度等级(Cxx)>=Cb20
Cb20=灌孔砼
民用建筑(技术指标)
民用建筑的分类(H:建筑高度)
超高层
H>100m
高层
住宅:H>27m
非单层、公共建筑:24<H<=100m
单层或多层
住宅:H<=27m
公共建筑:H<=24m
单层公共建筑:H>24m
民用建筑的主要构造
计算建筑高度
非建筑H控制区
有无女儿墙
有女儿墙:女儿墙顶点-室外地面
无女儿墙:檐口-室外地面
坡屋顶
平均高度:(屋檐-地面)+(屋脊-地面)/2
建筑H控制区
最高点—室外地面
不计入建筑高度内的突出物
占屋顶平面面积不超过1/4的辅助用房
如:楼梯间,电梯机房,水箱间
突出屋面的通风道、烟囱、通信设施、装饰构件、花架、空调冷却
必须突出红线的建筑突出物
在人行道上空
>=2.50m允许突出凸窗,窗扇,窗罩时🔺
突出深度<=0.60m(不应大于0.6m)
无人行道路上空
>=4.0m时允许突出:空调机位,凸窗, 窗扇,窗罩时
突出深度<=0.60m (不应大于0.6m )
不得突出建筑控制线
建筑物(构筑物)的主体
除外的情况(means可以突出)
地下室,窗井,建筑入口的台阶,坡道,雨篷
室内净高
要等吊顶、楼板、梁底面之类的完成以后,从吊顶的完成面到楼地面之间的距离(以吊顶为例)
只要有人经过,净高不能小于2m (means:>=2m)
楼梯梯段
扶手
拐弯处平台净宽>=1.20m
高度(自踏步前缘线量起)
室内楼梯扶手H>0.90m
(水平栏杆长度>=0.50m)H>=1.05m
梯段
梯段净高>=2.20m
梯段净宽
横向:L>=1.10m(两股人流:0.55*2)
防护栏杆
临空处必须设置 (如阳台、上人屋面、室外楼梯、室内回廊)
以临空高度划分栏杆高度 (临空高度以24m划分)
H临<24m,H栏杆>=1.05m
H临>=24m,H栏>=1.10m
敞开中庭的H栏>=1.2m (上人屋面、医院/学校/旅馆等建筑)
儿童专用的活动场所,楼梯井净宽>0.2m时,必须采取防坠落措施
建筑组成
结构体系
结构体系不包括地基!
组成
上部结构
墙,柱,梁,屋顶
地下结构
建筑物的基础结构
围护体系
屋面、外墙、门、窗
设备体系
给排水系统
供电系统
强电系统
供电、照明
弱电系统
通信、信息、探测、报警
供热通风系统
其他智能系统